Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИФФУЗИИ НА МИГРАЦИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ В НЕОДНОРОДНЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ


https://doi.org/10.25296/1993-5056-2017-5-60-71

Полный текст:


Аннотация

На основе разрезов скважин с использованием вероятностного моделирования методом  цепей Маркова разработана модель геофильтрационной неоднородности с детальностью 0,5  метра по вертикали и 25 метров по горизонтали песчано-глинистого водоносного комплекса, используемого для закачки отходов. Модель включает четыре разности, из  которых порядка 40% приходится на глинистую фацию. Значения коэффициентов  фильтрации и диффузии в глинистых отложениях определены на образцах ненарушенного  сложения, взятых из кернов скважин. Полученные значения коэффициентов фильтрации  лежат в интервале (2,2–7,7)×10–5 м/сут. Коэффициенты диффузии нитрата натрия  составили (3,06–4,64)×10–6 м2/сут. Проведено детальное моделирование конвективного и конвективно-диффузионного массопереноса в горизонтальном и вертикальном  направлениях для представительной области. Локальные числа Пекле, рассчитанные для  глинистой фации, показали, что в зоне разгрузки потока при вертикальном направлении  среднего вектора скорости преобладает конвективный тип массопереноса, как в хорошо, так и в слабопроницаемых разностях, а для горизонтальной фильтрации в слабопроницаемых  фациях преобладает диффузионный тип массопереноса. Приход первых порций загрязнения обусловлен связностью в пространстве хорошо проницаемых разностей. Для  региональных долговременных прогнозов миграции загрязнения с характерными размерами  сотни метров по вертикали и километры по горизонтали оценены эффективные параметры  модели миграции в среде с двойной емкостью, в которой диффузионно-конвективный обмен глинистой и хорошо проницаемых фаций является физической основой использования этой  модели. Путем обработки результатов детального моделирования получено характерное  значение коэффициента массообмена порядка 6×10–8 сут–1. 


Об авторах

В. А. ЛЕХОВ
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Аспирант кафедры гидрогеологии геологического факультета, г. Москва



С. П. ПОЗДНЯКОВ
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Заведующий кафедрой гидрогеологии геологического факультета, д.г.-м.н., профессор, г. Москва



В. А. БАКШЕВСКАЯ
Иваньковская научно-исследовательская станция Института водных проблем РАН
Россия

Научный сотрудник, к.г.-м.н., г. Конаково



Список литературы

1. Глинский М.Л. Моделирование последствий эксплуатации полигона глубинного захоронения жидких радиоактивных отходов Сибирского химического комбината на среднесрочный и сверхдолгосрочный периоды / М.Л. Глинский, С.П. Поздняков, Л.Г. Черткова, А.А. Зубков, В.В. Данилов, В.А. Бакшевская, В.Н. Самарцев // Радиохимия. 2014. № 6 (56). C. 554–560.

2. Гольдберг В.М., Скворцов Н.П. Проницаемость и фильтрация в глинах / В.М. Гольдберг, Н.П. Скворцов. М.: Недра, 1986. 160 c.

3. Лехов В.А., Соколов В.Н. Экспериментальное определение коэффициента фильтрации и коэффициента диффузии в слабопроницаемых отложениях // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2017. № 3. C. 67–76.

4. Лыков А.В. Теория теплопроводости / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967. 600 c.

5. Осипов В.И., Соколов В.Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств / В.И. Осипов, В.Н. Соколов. М.: ГЕОС, 2013. 576 c.

6. Поздняков С.П. Влияние схематизации неоднородности осадочных отложений на прогноз миграции загрязнения / С.П. Поздняков, В.А. Бакшевская, И.В. Крохичева, В.В. Данилов, А.А. Зубков // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2012. № 1. C. 40–48.

7. Румынин В.Г. Геомиграционные модели в гидрогеологии / В.Г. Румынин. СПб.: Наука, 2011. 1158 c.

8. Рыбальченко А.И., Пименов М.К., Костин П.П. Глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов / А.И. Рыбальченко, М.К. Пименов, П.П. Костин. М.: ИздАТ, 1994. 256 c.

9. Шестаков В.М. Гидрогеодинамика / В.М. Шестаков. М.: Издательство МГУ, 1995. 368 c.

10. Япаскурт О.В. Литология: учебник для студ. высш. учеб. заведений / О.В. Япаскурт, М.: Академия, 2008. 336 c.

11. Bakshevskaia V.A., Pozdniakov S.P. Simulation of Hydraulic Heterogeneity and Upscaling Permeability and Dispersivity in Sandy-Clay Formations // Mathematical Geosciences. 2016. № 1 (48). P. 45–64.

12. Carle S.F. T-PROGS: Transition probability geostatistical software. Version 2.1 / S.F. Carle, Davis, California: University of California, 1999. 84 p.

13. Chiang W.H., Kinzelbach W. 3D-Groundwater Modeling with PMWIN / W.H. Chiang, W. Kinzelbach, New York: Springer Berlin Heidelberg, 2001. 346 p.

14. Doherty J. PEST: A Unique Computer Program for Model-independent Parameter Optimisation / Doherty J. // Water Down Under. 1994. P 551–554.

15. Fernàndez-Garcia D., Sanchez-Vila X. Mathematical equivalence between time-dependent single-rate and multirate mass transfer models / Fernandez-Garcia D., Sanchez-Vila X. //Water Resources Research. 2015. № 5 (51). P. 3166–3180.

16. Haggerty R. What controls the apparent timescale of solute mass transfer in aquifers and soils? A comparison of experimental results / R. Haggerty, C. Harvey, C. Freiherr von Schwerin, L. Meigs // Water Resources Research. 2004. V. 40, W01510. P. 1–13.

17. Harbaugh A. W. MODFLOW-2000, the US Geological Survey Modular Ground-Water Model – User Guide to Modularization Concepts and the Ground-Water Flow Process / A.W. Harbaugh, E.R. Banta, M.C. Hill, M.G. McDonald. Reston, 2000. 121 p.

18. Jury W.A. Transfer functions and solute movement through soil: theory and applications / W.A. Jury, Boston, Berlin: Birkhauser Verlag Basel, 1990. 226 p.

19. Shestakov V.M. Flow and transport modeling of liquid radioactive waste injection using data from the Siberian Chemical Plant Injection Site / V.M. Shestakov, A.A. Kuvaev, A.V. Lekhov, S.P. Pozdniakov, A.I. Rybalchenko, A.A. Zubkov, P. Davis, E.A. Kalinina // Environmental Geology. 2002. № 2–3 (42). P. 214–221.


Дополнительные файлы

Для цитирования: ЛЕХОВ В.А., ПОЗДНЯКОВ С.П., БАКШЕВСКАЯ В.А. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИФФУЗИИ НА МИГРАЦИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ В НЕОДНОРОДНЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ. Инженерная геология. 2017;(5):60-71. https://doi.org/10.25296/1993-5056-2017-5-60-71

For citation: LEKHOV V.A., POZDNIAKOV S.P., BAKSHEVSKAIA V.A. EXPERIMENTAL STUDY AND NUMERICAL SIMULATION OF THE DIFFUSION EFFECT ON CONTAMINANT TRANSPORT IN HETEROGENEOUS SANDY-CLAY FORMATIONS. Engineering Geology World. 2017;(5):60-71. (In Russ.) https://doi.org/10.25296/1993-5056-2017-5-60-71

Просмотров: 149

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-5056 (Print)
ISSN 2587-8247 (Online)